PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1. Chuẩn bị mẫu

Cà rốt sau khi mua về đƣợc rửa tạp chất, sau đó tiến hành chuẩn bị mẫu.

Tiến hành chia củ cà rốt ra thành nhiều khoanh có chiều dài khoảng 25mm hoặc 35mm. Sau đó dùng ống cắt mẫu tiến hành đục theo chiều dài khoanh cà rốt để lấy mẫu hình trụ, ở công đoạn này chú ý chỉ lấy phần thịt của cà rốt hạn chế tối đa phần lõi của cà rốt. Tiếp đó dùng dao cắt mẫu hình trụ thành những đoạn ngắn có kích thƣớc 10mm x 12mm.

Hình 3.2. Máy đo cấu trúc Texture Analyser

Hình 3.1. Dụng cụ chứa mẫu và cắt mẫu

Hình 3.3. Mẫu cà rốt sau xử lý cơ học 3.2.2. Phƣơng pháp đo cấu trúc

Tiến hành đo cấu trúc (độ cứng) của cà rốt bằng máy Texture Analyser (TA-XT2i) Stable Micro System với các thông số sử dụng:

- Bộ phận cảm ứng lực 25 kg.

- Đầu đo hình trụ 25 mm bằng nhôm.

- Vận tốc chuyển động của đầu đo là 1mm/giây - Mức độ biến dạng là 30%.

Độ cứng (cấu trúc) là lực tác động lớn nhất của lần thứ nhất. giá trị của độ cứng là giá trị trung bình cộng 10 lần đo.

Hình 3.4. Đồ thị xác định cấu trúc (độ cứng) của cà rốt

(Nguồn:Vu et al., 2004)

3.2.3. Phƣơng pháp thu thập và xử lý kết quả

Các thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại.

Các giá trị, kết quả đƣợc chọn lọc, so sánh thống kê phân tích theo chƣơng trình SAS 9.1 và Microsoft Excel.

3.2.4. Bố trí thí nghiệm

Luận văn tiến hành với hai thí nghiệm. Các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên cơ sở thay đổi một hay hai nhân tố và cố định các nhân tố còn lại

3.2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chế biến nhiệt đến cấu trúc của cà rốt.

- Mục đích: Khảo sát quy luật thay đổi cấu trúc của cà rốt sau quá trình chế biến nhiệt.

- Bố trí thí nghiệm gồm hai nhân tố. Nhân tố A: Nhiệt độ xử lý (oC)

A1: 80 A2: 90 A3: 100

Nhân tố B: Thời gian xử lý nhiệt (phút)

B1: 0 B2: 5 B3: 10 B4: 20 B5: 40 B6: 60 B7: 90 B8: 120 B9: 160 B10: 200

- Bố trí thí nghiệm theo phƣơng pháp phân bố ngẫu nhiên hai nhân tố nhiệt độ và thời gian trong quá trình chế biến nhiệt theo bảng sau:

Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm 1 Nhân tố A Nhân tố B B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 A1 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5 A1B6 A1B7 A1B8 A1B9 A1B10 A2 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5 A2B6 A2B7 A2B8 A2B9 A2B10 A3 A3B1 A3B2 A3B3 A3B4 A3B5 A3B6 A3B7 A3B8 A3B9 A3B10 Tổng số nghiệm thức: 3x10 = 30.

Thí nghiệm lặp lại 2 lần: nghiệm thức: 30x2 = 60. - Sơ đồ bố trí thí nghiệm ở hình 3.5

Hình 3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chế biến nhiệt đến cấu trúc của cà rốt.

- Tiến hành thí nghiệm: Cà rốt sau khi rửa sạch và xử lý cơ học (chuẫn bị mẫu hình trụ 10mm x 12mm) đực cho vào ống chứa mẫu (10 mẫu/ ống) và thêm nƣớc cất vào ống, sau đó đậy kín. Tiến hành xử lý nhiệt lần lƣợt ở 80, 90 và 100oC trong thời gian 0, 5, 10, 20, 40, 60, 90, 120, 160 và 200 phút.Làm nguội nhanh với nƣớc đá và tiến hành đo cấu trúc của cà rốt bằng thiết bị.

- Chỉ tiêu theo dõi: giá trị cấu trúc của cà rốt.

- Kết quả thu nhận: Động học thay đổi cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

3.2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiệt độ và thời gian tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt.

- Mục đích: Khảo sát sự tác động của nhiệt độ tiền xử lý nhiệt ảnh hƣởng đến cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt.

- Bố trí thí nghiệm gồm hai bƣớc:

Bƣớc 1:

 Các nhân tố trong quá trình tiền xử lý nhiệt Nhân tố C: Nhiệt độ xử lý (oC) C1: 50 C2: 60 C3: 70 Làm Nguội Đo cấu trúc CÀ RỐT Tạo mẫu Gia nhiệt A1 A2 A3

Thời gian gia nhiệt

B1 0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1

Nhân tố D: Thời gian tiền xử lý nhiệt cố định (phút): D1: 20 D2: 30 D3: 40

 Bố trí thí nghiệm theo phƣơng pháp phân bố ngẫu nhiên hai nhân tố nhiệt độ và thời gian trong quá trình chế biến nhiệt theo bảng sau: Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm 2 Nhân tố C Nhân tố D D1 D2 D3 C1 C1D1 C1D2 C1D3 C2 C2D1 C2D2 C2D3 C3 C3D1 C3D2 C3D3  Tổng số nghiệm thức: 3x3 = 9

Bƣớc 2: Tiến hành chế biến nhiệt các mẫu đã bố trí ở bảng 2 theo 2 nhân tố nhiệt độ (A) và thời gian (B) tƣơng tự nhƣ thí nghiệm 1.

 Tổng nghiệm thức: 9x3x10 = 270.

 Thí nghiệm lặp lại 2 lần: 270x2 = 540. - Sơ đồ bố trí thí nghiệm ở hình 3.6

Hình 3.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 khảo sát nhiệt độ và thời gian tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt.

- Tiến hành thí nghiệm: Tiến hành nhƣ thí nghiệm 1 . Trƣớc khi bắt đầu xử lý nhiệt nhƣ thí nghiệm 1 cà rốt đƣợc đem đi xử lý nhiệt ở 50, 60 và 70oC trong thời gian 20, 30 và 40 phút để kích hoạt enzyme PME, làm tăng cấu trúc (độ cứng) của cà rốt.

- Chỉ tiêu theo dõi: giá trị cấu trúc của cà rốt.

- Kết quả thu nhận: Động học thay đổi cấu trúc của cà rốt đã qua quá trình tiền xử lý nhiệt trong quá trình chế biến nhiệt.

Gia nhiệt

A1 A2 A3

Thời gian gia nhiệt

B10 0 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 Làm Nguội Đo cấu trúc CÀ RỐT Tạo mẫu Tiền xử lý nhiệt nhiệt C1 C2 C3

Thời gian tiền xử lý nhiệt

D1 D2 D3

Bƣớc 1

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN CHẾ BIẾN NHIỆT ĐẾN CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT ĐẾN CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT

Phƣơng pháp nghiên cứu động học cấu trúc cà rốt đƣợc áp dụng. Phƣơng pháp này dựa vào độ cứng của cà rốt ở từng khoảng thời gian gia nhiệt để tìm ra quy luật biến đổi cấu trúc của cà rốt.

Trong thí nghiệm, độ cứng của cà rốt đƣợc thể hiện qua lực nén tác động lên mẫu cà rốt bởi đầu đo của thiết bị phân tích cấu trúc với các thông số cho trƣớc.

Giá trị độ cứng sẽ đƣợc quy đổi ra độ cứng tƣơng đối. Trong đó, độ cứng tƣơng đối là tỉ số giữa độ cứng của mẫu đã qua xử lý với độ cứng ban đầu.

Bảng 4.1: Giá trị hằng số tốc độ (k)và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài của cà rốt ở các chế chế biến nhiệt khác nhau.

Nhiệt độ xử lý (oC) k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho 80 0,0186 ± 0,0015 10687,7 1940,1 ± 259,33 0,18153 ± 0,02426 90 0,0872 ±0,0079 8690,7 848,3 ±150,48 0,09762 ±0,01732 100 0,022 ± 0,0219 6571,2 421 ± 93,18 0,06407 ± 0,01418 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở các chế độ chế biến nhiệt khác nhau

Từ bảng 4.1 và hình 4.1 cho ta thấy, sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt thay đổi theo chế độ chế biến nhiệt và từng mức thời gian khác nhau là khác nhau. Cụ thể:

- Độ cứng còn lại của cà rốt sau xử lý nhiệt (H∞) giảm nhanh khi tăng nhiệt khi xử lý nhiệt. Cụ thể ở 80oC, H∞ có giá trị là 1940,1 (g lực), trong khi ở nhiệt độ 100oC thì H∞ giảm chỉ còn 421 (g lực).

- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) tăng dần. Ở 80oC, k có giá trị là 0,0186 (1/phút), ở nhiệt độ 100oC hằng số k tăng đến 0,022 (1/phút). - Tỉ số H/ H∞ là tỉ số giữa độ cứng của cà rốt đã qua xử lý nhiệt và độ cứng

của mẫu cà rốt ban đầu. Tỉ số này giảm dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 phút đến 100 phút.

 Độ cứng của cà rốt giảm dần theo thời gian và nhiệt độ xử lý nhiệt. Chế độ xử lý nhiệt càng cao, độ cứng tƣơng đối còn lại của cà rốt càng giảm. Trong cùng một chế độ xử lý nhiệt, thời gian xử lý càng lâu độ cứng tƣơng đối còn lại càng giảm. Chứng tỏ sự thay đổi cấu trúc của cà rốt theo nhiệt độ và thời gian tuân theo phƣơng trình phản ứng biến đổi cấu trúc phân đoạn.

 Khi gia nhiệt trong thời gian dài, độ cứng cà rốt sẽ giảm nhanh trong thời gian đầu, sau đó sẽ giảm chậm dần nhƣng không đạt giá trị 0, do cấu tạo của tế bào thực vật chứa nhiều cellulose, hemicelluloses; và do đặc tính bền nhiệt và không bền nhiệt của enzyme pectin methylesterase (hình 4.1)

4.2. ẢNH HƢỞNG NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN TIỀN XỬ LÝ NHIỆT ĐẾN CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NHIỆT CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NHIỆT

Trong thí nghiệm 2 sẽ khảo xát sự ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý nhiệt ở những mức nhiệt độ khác nhau trong những khoảng thời gian khác nhau. Mục đích để xem mức ảnh hƣởng của tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt. Số liệu thu đƣợc đƣợc xử lý và tổng hợp ở các bảng và hình sau.

Bảng 4.2. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 80oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau

Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,0186 ± 0,0015 10687,7 1940,1 ± 259,33 0,1815 ± 0,0243 50oC – 20 phút 0,0167 ± 0,0007 10594,5 1935 ± 144 0,1826 ± 0,0136 50oC – 30 phút 0,0149 ± 0,0011 10191,4 2046,3 ± 241 0,2008 ± 0,0236 50oC – 40 phút 0,0162 ± 0,0025 9553,8 2553,6 ± 419,5 0,2673 ± 0,0439 60oC – 20 phút 0,0133 ± 0,0018 11425,3 1982 ± 561,32 0,1735 ± 0,0491 60oC – 30 phút 0,011 ± 0,0036 10763,4 2933,3 ± 1198,6 0,2725 ± 0,1114 60oC – 40 phút 0,0109 ± 0,0015 10972,6 2094,1 ± 571,87 0,1909 ± 0,0521 70oC – 20 phút 0,0144 ± 0,0042 10694,3 4410,9 ± 757,25 0,4125 ± 0,0708 70oC – 30 phút 0,0129 ± 0,0025 11258,9 3157,3 ± 688,93 0,2804 ± 0,0612 70oC – 40 phút 0,0122 ± 0,0035 10649,3 4687,1 ± 761,63 0,4401 ± 0,0715

Theo bảng 4.2, có sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) rõ rệt giữa các mức tiền xử lý nhiệt và không tiền xử lý nhiệt trong cà rốt sau khi chế biến nhiệt ở mức nhiệt độ 80oC trong những khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể

- Nhìn chung, ở mức xử lý nhiệt 80oC cấu trúc của cà rốt đều giảm so với ban đầu. Tuy nhiên ở các chế độ tiền xử lý nhiệt thì độ cứng còn lại H∞

cao hơn chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không xử lý nhiệt H∞ có giá trị là 1940,1 (g lực), còn mức tiền xử lý nhiệt H∞ cao nhất ở 70oC trong 40 phút có giá trị là 4687,1 (g lực).

- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) ở các chế độ tiền xử lý nhiệt giảm so với chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt k có giá trị 0,0186 (1/phút), còn ở chế độ tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong 20 phút là 0,0167 (1/phút). Trong các chế độ tiền xử lý nhiệt thì chế độ 60oC – 30 phút có hằng số tốc độ phản ứng là thấp nhất với k là 0,011 (1/phút). - Tỉ số H/ H∞ tăng dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 đến 200 phút. Trong

đó thấp nhất là ở chế độ không tiền xử lý nhiệt với H/ H∞ có giá trị là 0,1815. Các chế độ tiền xử lý nhiệt có tỉ số H/ H∞ cao hơn so với H/ H∞

khi không tiền xử lý nhiệt. Cao nhất là ở chế độ 70oC trong 40 phút tỉ số H/ H∞ là 0,4401.

 Các chế độ tiền xử lý nhiệt trong các khoảng thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi xử lý nhiệt ở 80oC trong các khoảng thời gian khác nhau.

Bảng 4.3. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 90oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau

Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,0872 ± 0,0079 8690,7 848,3 ± 150,48 0,0976 ± 0,0173 50oC – 20 phút 0,0514 ± 0,0003 9335 1025,8 ± 114,9 0,1099 ± 0,0123 50oC – 30 phút 0,0292 ± 0,0002 9522,6 1342,4 ± 161,6 0,1410 ± 0,0170 50oC – 40 phút 0,0225 ± 0,0029 9963,7 1671,7 ± 350,4 0,1678 ± 0,0352 60oC – 20 phút 0,0331 ± 0,0014 9972,3 1242 ± 99,95 0,1245 ± 0,01 60oC – 30 phút 0,026 ± 0,0024 9992,4 1620,74 ± 232,21 0,1622 ± 0,0232 60oC – 40 phút 0,0203 ± 0,0018 10532,7 1588 ± 281,51 0,1508 ± 0,0267 70oC – 20 phút 0,0209 ± 0,0017 10701,4 1792,3 ± 252,04 0,1675 ± 0,0236 70oC – 30 phút 0,0232 ± 0,0016 10738,8 1896,5 ± 192,19 0,1766 ± 0,0179 70oC – 40 phút 0,0246 ± 0,002 11029,9 2514,8 ± 225,88 0,2280 ± 0,0205

Bảng 4.3 cho ta thấy có sự thay đổi cấu trúc rõ rệt giữa các mức tiền xử lý nhiệt và không tiền xử lý nhiệt trong cà rốt sau khi chế biến nhiệt ở mức nhiệt độ 90oC trong những khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể

- Mức xử lý nhiệt 90oC cấu trúc của cà rốt đều giảm mạnh so với ban đầu. Đặc biệt, ở các chế độ tiền xử lý nhiệt thì độ cứng còn lại H∞ cao hơn chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt H∞ có giá trị là 848,3 (g lực) trong khi Ho là 8690,7 (g lực), còn mức tiền xử lý nhiệt H∞ ở 50o

C trong 20 phút có giá trị là 1025,8 (g lực) khi Ho là 9335 (g lực).xét trong tất cả các chế độ tiền xử lý nhiệt trong quá trình chế biến nhiệt 90o C thì chế độ tiền xử lý giữ đƣợc cấu trúc còn lại tốt nhất là 70oC – 40 phút, với H∞ có giá trị là 2514,8 (g lực).

- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) ở các chế độ tiền xử lý nhiệt giảm so với chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt k có giá trị 0,0872 (1/phút), còn ở chế độ tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong 20 phút là 0,0514 (1/phút). Trong các chế độ tiền xử lý nhiệt thì chế độ 60oC – 40 phút có hằng số tốc độ phản ứng là thấp nhất với k là 0,0203 (1/phút). - Tỉ số H/ H∞ tăng dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 đến 200 phút. Trong

đó thấp nhất là ở chế độ không tiền xử lý nhiệt với H/ H∞ có giá trị là 0,0976. Các chế độ tiền xử lý nhiệt có tỉ số H/ H∞ cao hơn so với H/ H∞ khi không tiền xử lý nhiệt. Cao nhất là ở chế độ 70oC trong 40 phút tỉ số H/ H∞ là 0,2280.

 Các chế độ tiền xử lý nhiệt trong các khoảng thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi xử lý nhiệt ở 90o

C trong các khoảng thời gian khác nhau.

Bảng 4.4. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 100oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau

Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,222 ± 0,0219 6571,2 421 ± 93,18 0,0641 ± 0,0142 50oC – 20 phút 0,1082 ± 0,0142 8137,8 842,3 ± 193,4 0,1035 ± 0,0238 50oC – 30 phút 0,0652 ± 0,0059 8208,3 772,6 ± 152,4 0,0941 ± 0,0186 50oC – 40 phút 0,0542 ± 0,0043 8458,4 840,7 ± 144 0,0994 ± 0,017 60oC – 20 phút 0,0879 ± 0,0063 9871,3 806,3 ± 138,53 0,0817 ± 0,014 60oC – 30 phút 0,0675 ± 0,0039 9482,8 940,8 ± 109,23 0,0992 ± 0,0115 60oC – 40 phút 0,0424 ± 0,003 8984,6 1072,7 ± 142,96 0,1194 ± 0,0159 70oC – 20 phút 0,0531 ± 0,0041 9431,4 1117,1 ± 166,06 0,1184 ± 0,0176 70oC – 30 phút 0,066 ± 0,0041 10005,4 1135 ± 123,2 0,1134 ± 0,0123 70oC – 40 phút 0,0493 ± 0,0028 9800,2 1288,1 ± 116,9 0,1314 ± 0,0119